专题18基因工程——回归课本——23版高考生物复习（解析版）

这是一份专题18基因工程——回归课本——23版高考生物复习（解析版），共11页。试卷主要包含了重组DNA技术的基本工具，DNA粗提取与鉴定，基因工程的基本操作程序，DNA片段的扩增及电泳鉴定，基因工程的应用，蛋白质工程，生物技术的安全性与伦理问题等内容，欢迎下载使用。
专题18 基因工程——回归课本——23版高考生物复习专题18 基因工程一、重组DNA技术的基本工具1．下列有关重组DNA技术的基本工具的叙述，正确的是（    ）A．限制酶能够识别RNA分子的特定核苷酸序列B．携带外源DNA片段的质粒可在受体细胞中进行复制C．DNA连接酶不能连接双链DNA片段的平末端D．DNA连接酶能连接DNA分子双链碱基对之间的氢键二、DNA粗提取与鉴定2．关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法错误的是（    ）A．过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B．离心研磨液是为了加速DNA的沉淀C．在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白质三、基因工程的基本操作程序3．CRISPR/Cas9是一种高效的基因编辑技术，Cas9基因表达的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在单链向导RNA（SgRNA）引导下，切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作原理如图所示，下列分析正确的是（    ）A．构建重组质粒时，SgRNA编码序列需要插入到质粒的启动子上游B．SgRNA和Cas9蛋白形成复合体后，其功能类似于DNA聚合酶C．根据目标DNA设计相应的SgRNA，可实现对目标DNA的定点切割D．CRISPR/Cas9识别目标DNA序列主要与Cas9蛋白的特异性相关四、DNA片段的扩增及电泳鉴定4．PCR技术可用于遗传多样性的研究。下图是对两个跳虫（A和B）DNA分析的实验过程，有关叙述错误的是（    ）A．蛋白酶可以分解组织中的蛋白质，在提取DNA时加入蛋白酶有助于释放出DNAB．Taq酶能够耐高温，高温下不会变性，常在PCR中用于DNA链的合成C．将已知长度的DNA片段装到凝胶上作参照，可用于估测样本DNA片段的大小D．阴性对照是已知DNA模板及PCR扩增过程所需的物质，以监测试剂是否污染五、基因工程的应用5．1965年9月，我国科学家首次成功合成了结晶牛胰岛素，由此开辟了人工合成蛋白质的新时代。从生物组织中直接提取到化学合成再到利用基因工程菌生产胰岛素，生命科学的发展不断造福人类社会。下列有关胰岛素的推测不合理的是（    ）A．可以利用放射性同位素标记法来研究胰岛素的合成和运输过程B．人体细胞合成胰岛素的原料来源于自身合成和其生活的内环境C．治疗糖尿病的胰岛素要注意低温保存，不可直接口服D．选择大肠杆菌作工程菌产生的胰岛素与天然胰岛素的结构相同六、蛋白质工程6．水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素是具有抗凝血作用的蛋白质。通过蛋白质工程操作用赖氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺，可提高其抗凝血活性，相关流程如下图，据图分析，下列叙述错误的是（    ）  A．上述研究中目前直接的操作对象是水蛭素基因B．蛋白质工程进行中难度最大的操作是改造水蛭素基因C．指导c形成的新水蛭素基因的碱基序列可能不同D．改造后的水蛭素需要与天然水蛭素进行抗凝血活性比较七、生物技术的安全性与伦理问题7．转基因产品是指利用基因工程技术获得的生物制品，其安全性问题一直是大众关注和争论的热点。下列叙述错误的是（    ）A．通过转基因育种可增加或消除原有生物品种的某些性状B．转基因食品风险评估时还需考虑标记基因的安全性问题C．严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性D．转基因作物的长期、大规模种植不利于侵染力更强的害虫的出现
参考答案：1．B【分析】基因工程中的操作工具及其作用：①分子手术刀——限制性核酸内切酶（限制酶），能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。②分子缝合针——DNA连接酶，E·coliDNA连接酶，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合黏性末端和平末端。③分子运输车——载体。【详解】A、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开磷酸二酯键，A错误；B、携带外源DNA片段的质粒可在受体细胞中进行复制 ，质粒可以作为目的基因的运载体，B正确；C、T4DNA连接酶能连接双链DNA片段的平末端，C错误；D、DNA连接酶能够连接双链DNA片段，形成磷酸二酯键，D错误。故选B。2．B【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同，利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出，从而达到分离的目的；②DNA不容易酒精溶液，细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离；③在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。【详解】A、低温时DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；C、在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白质，D正确。故选B。 3．C【分析】基因工程的操作步骤：（1）目的基因的获取；方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；（3）将目的基因导入受体细胞；根据受体细胞不同，导入的方法也不一样，将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因-DNA分子杂交技术②检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交技术；个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。【详解】A、构建重组质粒时，SgRNA编码序列需要插入到质粒的启动子下游，便于转录产生SgRNA，A错误。B、SgRNA和Cas9蛋白形成复合体后，可切割DNA双链以敲除目标基因或插入新的基因，其功能类似于限制酶，B错误；C、SgRNA可以特异性切割DNA位点，根据目标DNA设计相应的SgRNA，可实现对目标DNA的定点切割，C正确；D、CRISPR/Cas9识别目标DNA序列主要与SgRNA编码序列有关，D错误；故选C。4．D【分析】PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。PCR反应的最大特点是具有较大扩增能力与极高的灵敏性，但容易污染，因此要时刻注意污染的监测，阳性对照和阴性对照等。【详解】A、蛋白酶是水解蛋白质肽键一类酶的总称，跳虫细胞中大量DNA和蛋白质构成染色体，所以在提取DNA时加入蛋白酶有助于释放出DNA，A正确；B、Taq酶是从水生栖热菌 Thermus Aquaticus （ Taq ）中分离出的具有热稳定性的DNA聚合酶，耐高温，B正确；C、双链DNA分子通过凝胶的速率与其分子量的常用对数成反比。据此用已知分子量的标准物质和待测分子量的DNA片段同时电泳，比较其电泳速率，即可求出待测片段的分子大小，C正确；D、PCR污染的监测方法中阳性对照:它是PCR反应是否成功、产物条带位置及大小是否合乎理论要求的一个重要的参考标志。阳性对照要选择扩增度中等、重复性好，经各种鉴定是该产物的标本，如以重组质粒为阳性对照，其含量宜低不宜高(100个拷贝以下)，但阳性对照尤其是重组质粒及高浓度阳性标本，其对检测或扩增样品污染的可能性很大；阴性对照:每次PCR实验务必做阴性对照。它包括①标本对照:被检的标本是血清就用鉴定后的正常血清作对照;被检的标本是组织细胞就用相应的组织细胞作对照。②试剂对照:在PCR试剂中不加模板DNA或RNA，进行PCR扩增，以监测试剂是否污染，D错误。故选D。5．D【分析】分泌蛋白的合成并分泌过程：首先通过细胞内的核糖体形成氨基酸肽链，然后在糙面内质网内，肽链盘曲折叠构成蛋白质接着糙面内质网膜会形成一些小泡，里面包裹着蛋白质，小泡运输蛋白质到高尔基体，蛋白质进入高尔基体后，进行进一步的加工，之后，高尔基体膜形成一些小泡，包裹着蛋白质，运输到细胞膜处，小泡与细胞膜接触，蛋白质就分泌到细胞外了。【详解】 A、胰岛素属于分泌蛋白，可利用放射性同位素标记法研究胰岛素的合成与分泌过程，A正确；B、人体细胞合成胰岛素的原料是氨基酸，氨基酸来源于自身合成和其生活的内环境，B正确；C、治疗糖尿病的胰岛素要注意低温保存，胰岛素的蛋白质不可直接口服，C正确；D、选择大肠杆菌是原核细胞，没有内质网和高尔基体，不能对胰岛素的前体物质进行加工，所以大肠杆菌作工程菌产生的胰岛素与天然胰岛素的结构不相同，D错误。故选D。6．B【分析】蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质的结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。【详解】A、图示为蛋白质工程，蛋白质工程直接的操作对象是水蛭素基因，A正确；B、蛋白质工程进行中难度最大的操作是根据蛋白质的功能设计蛋白质的结构，B错误；C、由于新水蛭素经过了重新设计，因而指导c形成的新水蛭素基因的碱基序列可能发生改变，C正确；D、题意显示，通过蛋白质工程操作用赖氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺，可提高其抗凝血活性，因此需要进行改造后的水蛭素需要与天然水蛭素进行抗凝血活性比较，从而做出鉴定，D正确。故选B。7．D【分析】基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和产品。从技术操作层面来看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做重组DNA技术；转基因产品是指利用基因工程技术而获得的生物制品。【详解】A、基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和产品；转基因产品是指利用基因工程技术而获得的生物制品，故通过转基因育种，按照人们的需要，可增加或消除原有生物品种的某些性状，A正确；B、在基因表达载体上，除了有目的基因、启动子、终止子等外，还需要标记基因，故转基因食品风险评估时还需考虑标记基因的安全性问题，B正确；C、转基因作物所携带的外源基因在使得作物高产的同时，也可能会向自然界扩散，从而打破自然界原有的物种平衡，严格选择种植区域可减少转基因作物发生外源基因扩散的可能性，C正确；D、转基因作物的长期、大规模种植，可能使目标害虫或非目标害虫对转基因作物的适应在群体水平上产生抗性，有可能产生侵染力更强的“超级害虫”，造成更大的危害，D错误。故选D。